電磁繼電器加速壽命試驗系統的設計

一、引言

　　電磁繼電器廣泛應用于產(chǎn)業(yè)控制、農業(yè)、交通運輸、國防軍事、空間技術(shù)及日常生活等領(lǐng)域，是遠控、遠測、通訊、檢測、保護等電子設備不可缺少的基本元件，它是否正常工作將直接關(guān)系到含有該繼電器的設備或產(chǎn)品的穩定性和可靠性。隨著(zhù)繼電器技術(shù)的發(fā)展及繼電器應用范圍的不斷擴大，對繼電器的性能、壽命、可靠性等方面的要求越來(lái)越高。

　　在整個(gè)壽命期內，任何產(chǎn)品都有貯存、運輸、待命、工作等任務(wù)階段，每個(gè)任務(wù)階段對應不同的環(huán)境剖面與時(shí)間，要求產(chǎn)品在任何工作階段均能完成規定的功能。對長(cháng)期處于工作狀態(tài)的產(chǎn)品，產(chǎn)品的工作可靠度主要取決于工作階段的環(huán)境與工作時(shí)間。對一次性使用的產(chǎn)品，由于貯存時(shí)間遠遠大于使用時(shí)間，其工作可靠度與貯存時(shí)間有關(guān)。因此，如何使用更科學(xué)的技術(shù)手段，對產(chǎn)品的工作可靠性和貯存可靠性進(jìn)行較客觀(guān)的猜測與評估，是產(chǎn)品應用與發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節之一。

　　 國內部分生產(chǎn)單位開(kāi)始用微機檢測系統對電磁繼電器的壽命及其他參數進(jìn)行檢測，但它是在正常工作條件下，采用一般壽命試驗方法估計產(chǎn)品的各種可靠性特征。對壽命特別長(cháng)的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，這種方法并分歧適。由于它需要花費很長(cháng)的試驗時(shí)間，甚至來(lái)不及作完壽命試驗，新的產(chǎn)品又設計出來(lái)，老產(chǎn)品就要被淘汰。針對以上間題，經(jīng)過(guò)不斷研究，在壽命試驗的基礎上，本文提出了加大應力、縮短時(shí)間的加速壽命試驗方法。

　　二、加速壽命試驗分析

　　 加速壽命試驗就是用人工方法加大試驗應力（如熱應力、濕應力、機械應力等）的方法，加快元器件失效，縮短試驗時(shí)間，以便在較短的時(shí)間內猜測出在正常的（即額定的或實(shí)際使用的）條件下的壽命特征。加速壽命試驗的分析方法主要是利用元器件的失效數據，運用加速壽命曲線(xiàn)推算出該批元器件在正常條件下的可靠性壽命特征。這類(lèi)試驗方法應用較廣泛，主要原因是研究周期短，可大大縮短試驗時(shí)間。

　　加速壽命試驗通常分以下3種：

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　　 即把一種應力加在受試產(chǎn)品樣品上，該應力水平在整個(gè)試驗中保持不變，為了達到加速失效縮短試驗時(shí)間的目的，要求各組壽命試驗的應力都高于正常工作條件下的應力。即在不改變產(chǎn)品失效機理的條件下，模擬實(shí)際的環(huán)境因素，適當進(jìn)步應力等級，在短期內得出與現場(chǎng)長(cháng)期貯存試驗相似的結果。

　?。ǘ┎竭M(jìn)應力加速壽命試驗
　　這是一種隨時(shí)間、分階段逐步在受試樣品上增加應力，直到樣品開(kāi)始出現大量失效為止的試驗方法。

　?。ㄈ┬蜻M(jìn)應力加速壽命試驗

　　這是一種隨時(shí)間等速增加應力到受試產(chǎn)品樣品上，直到樣品開(kāi)始出現大量失效為止的試驗方案。采用該方案時(shí)，產(chǎn)品不分組，應力不分檔，應力等速升高，直到發(fā)生一定數目的故障為止。它所施加的應力水平將隨時(shí)間等速上升，因此這種試驗需要有專(zhuān)門(mén)的設備。

　　在上述3種加速壽命試驗中，恒定應力加速壽命試驗更為成熟，數據易處理，外推精度高。盡管這種試驗所需時(shí)間不是最短，但與一般的壽命試驗相比還是縮短了不少時(shí)間，因此它較常用。

　　影響電磁繼電器壽命的因素很多。比如，在存貯過(guò)程中，產(chǎn)品的各項性能受溫度、濕度、光照、腐蝕、氧化、干裂、軟化、霉變、結晶等環(huán)境因素的影響很大。特別是非金屬材料，在溫度、濕度、天氣等條件下，更有明顯的老化現象，貯存時(shí)間越長(cháng)，老化越嚴重，甚至失效報廢，其中溫度對電磁繼電器壽命的影響尤為明顯，因而本試驗裝置采用溫度為恒定應力加速壽命試驗的加速應力，即將測試樣品放進(jìn)一定溫度，丈量在此環(huán)境下的試驗數據。

　　三、硬件設計

　　電磁繼電器壽命加速試驗裝置包括試驗控制柜、負載、自動(dòng)調溫箱（提供加速應力）3部分，其中控制柜由工控機、數據采集控制電路、線(xiàn)圈驅動(dòng)電路組成，是設計的主要內容。硬件電路結構框圖如圖1所示。